«Влияние абиотических стрессовых факторов на морфофизиологические и фитохимические аспекты адаптации и биологическую активность Казахстанского растения Rhodiola semenowii Boriss». Научный руководитель: кандидат биологических наук, ассоц.профессор Терлецкая Н.В.

Приоритетное направление: Научные исследования в области естественных наук

Специализированное направление: Фундаментальные исследования в области биологии животных, растений и микроорганизмов.

Вид исследования: фундаментальное

Срок реализации: 2020-2022 гг.

Руководитель проекта — Терлецкая Н.В., к.б.н., ассоциированный профессор.

Научная новизна и актуальность проекта. 

Процессы защитных стрессовых реакций стимулируют метаболические изменения, которые могут привести к биосинтезу биологически активных веществ (БАВ) с фармацевтической или пищевой ценностью. На протяжении веков люди использовали физиологические свойства лекарственных трав как источник улучшения биосинтеза полезных соединений. В настоящее время физиология стресса, связанного со вторичным метаболизмом и выработкой ценных БАВ, привлекает все больше внимания исследователей, и все больше литературных источников указывают на стабилизирующую роль метаболитов. Вырабатываются направления для практических подходов к улучшению качества растительной продукции путем преднамеренного воздействия стрессами в период вегетации лекарственных растений. Полученные результаты будут полезны как для понимания механизмов защиты от неблагоприятных условий, так и для подходов к целенаправленному синтезу ценных БАВ.

Цель проекта: Изучить морфофизиологические и фитохимические аспекты адаптации к воздействию абиотических стрессовых факторов (недостаток влаги, высокие и низкие температуры) и влияние стрессоров на биологическую активность казахстанского растения Rhodiola semenovii Boriss.

Ожидаемые результаты проекта:  

В результате реализации проекта будет изучено влияние абиотических стрессовых факторов на морфофизиологические и фитохимические аспекты адаптации и биологическую активность Казахстанского растения Rhodiola semenowii Boriss.

Формы реализации результатов проекта:

— Публикация статей (три статьи) в зарубежных рецензируемых научных журналах, входящих в базы данных WOS и SCOPUS  Предполагается опубликование монографии или главы в книге зарубежных (предположительно издательства InteachOpen) или казахстанских издательств;

— Получение патентов в казахстанском или евразийском патентном бюро;

— Распространение результатов работ среди потенциальных пользователей, сообщества ученых и широкой общественности через публикации в научных журналах, прессе и социальных сетях.

Области применения ожидаемых результатов по проекту – физиология растений, фитохимия, фармакология. 

– Полученные в процессе реализации проекта результаты будут иметь важное теоретическое значение для понимания закономерностей жизнедеятельности растений в стрессовых условиях и способствовать получению новых научных знаний об особенностях изменения фитохимической активности лекарственных растений на разных этапах вегетации и в зависимости от действия абиотических стрессовых факторов среды. Ожидаемые от реализации проекта результаты будут способствовать разработке и внедрению новых отечественных фармакологических препаратов и производств для продаж на внутренний и внешний рынок в соответствии с Государственной программой индустриально-инновационного развития Республики Казахстан в соответствии с долгосрочными приоритетами Стратегии «Казахстан-2050». 

– По результатам, полученные в ходе выполнения проекта, планируется расширить арсенал лекарственных препаратов на основе Rhodiola semenowii Boriss., в перспективе Rhodiola semenowii сможет стать альтернативой традиционному Золотому корню. 

  Социально-экономическая значимость реализации проекта заключается в его направленности связанной с одним из важнейших национальных приоритетов, – здоровьем народа Казахстана, и предполагает в перспективе создание новых отечественных фармпрепаратов для развития современных фармацевтических производств на территории РК.

Экологический эффект заключается в том, что в рамках данного проекта будет дан подробный анализ биологических характеристик растения Rhodiola semenowii и решен ряд вопросов, связанных с изучением и сохранением ценных уникальных видов лекарственных растений.

Научно-технический эффект заключается в том, что препараты из Rhodiola semenowii потенциально – перспективные средства для терапии депрессий, болезни Паркинсона, при расстройствах памяти, внимания, для профилактики аритмий, повышения выносливости, а также снижения уровня стресса, в спортивной и косметологической медицине, при химиo- и радиотерапии опухолей, в качестве иммуностимулирующего средства.

Достигнутые результаты: Выявлены изменения морфофизиологических реакций R. semenovii в ответ на действие абиотических стрессов, свидетельствующие о нарушении фотосинтеза. Показано, что изменение анатомических параметров корня, листа и стебля R. semenovii в стрессовых условиях могут служить индикаторами стресса. Впервые проведено детальное исследование химического состава этанольного экстракта корней и побегов R. semenovii при стрессе с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Отмечены как неспецифические фитохимические реакции (повышение содержания γ-токоферола, SIT, снижение доли ненасыщенных жирных кислот, накопление сквалена и др.), так специфические адаптивные механизмы (изменение концентраций эфиров, фитолов, образование альдегидов, кетонов, лактонов и и др.) растительных тканей R. semenovii на действие внезапного холода или водного дефицита. Выявлено, что экстракт корня R. semenovii как самостоятельно, так и в сочетании с калием йодида в концентрациях 2,5мг/100г и 2,5мг/100г является безопасным и эффективным средством коррекции и стабилизации гипотиреоидных состояний.

Исследовательская группа

Терлецкая Нина Владимировна, к.б.н., ассоциированный профессор, Scopus Author ID 57194022601; WOS ID T-4097-2018; ORCID 0000-0003-3176-820X.

Кудрина Наталья Олеговна, к.б.н., Scopus Author ID 57208439884; ORCID 0000-0002-0882-0447.

Корулькин Дмитрий Юрьевич, д.х.м., профессор, Scopus Author ID 6506509576; WOS ID A-4810-2015.

Кобылина Татьяна Николаевна, магистр естественных наук, PhD-студент, ORCID 0000-0003-2174-4140.

Корбозова назым Курманбаевна, магистр естественных наук, PhD-студент.

Кожаев Евгений Николаевич.

Соисполнитель:

Толстикова Татьяна Генриховна, д.б.н., профессор, Scopus Author ID 7003312147; WOS ID D-8760-2014; ORCID 0000-0002-3750-2958.

Публикации за 2021 г.

Патенты: Подано Заявление о выдаче патента Республики Казахстан на полезную модель «Способ лечения гипотериоза в эксперименте». Регистрационный № 2021/0563.2 от 10.06.2021.

Книги, монографии: Terletskaya N.V. Developmental biology of plants: Tutorial book – Almaty, 2021. – 200 p.

Статьи в изданиях дальнего зарубежья: Terletskaya N.V., Korbozova N.K., Kudrina N.O., Kobylina T.N., Kurmanbayeva M.S., Meduntseva N.D., Tolstikova T.G. The Influence of Abiotic Stress Factors on the Morphophysiological and Phytochemical Aspects of the Acclimation of the Plant Rhodiola semenowii Boriss // Plants – 2021. – 10, 1196. https://doi.org/10.3390/plants10061196. (Q1)

Статьи в изданиях ближнего зарубежья: Корбозова Н.K., Кобылина T.Н., Терлецкая Н.В., Кудрина Н.O., Корулькин Д.Ю. Влияние антропогенных факторов на фитохимических состав Rhodiola semenowii Boriss в Казахстане // Материалы ежегодной научно-практической конеренции «Актуальные проблемы экологии и природопользования», секция «Экологическая безопасность и качество продукции» − Москва, РУДН, 22-24 апреля, 2021 – с. 210-215. (РИНЦ)

Статьи в изданиях РК: Корбозова Н.К., Терлецкая Н.В., Кудрина Н.О., Ахтаева Н.З. Анатомический анализ корневища и корня Rhodiola Semenowii // Experimental Biology. − №4 (85). − 2020 г. − с.24-32. (ККСОН)

Korbozova N.K., Kobylina T.N., Shokan A.K., Kudrina N.O., Terletskaya N.V. Effects of Rhodiolla semenovii B. extract on hematological parameters in experimental hypothyrosis // Вестник РГП «Карагандинский университет им. Е.А.Букетова» Сер. «Биология, медицина, география» − в печати (ККСОН)

Тезисы: Корбозова Н.К., Кобылина Т.Н., Кудрина Н.О., Терлецкая Н.В. Влияние экстракта Rhodiola semenovii Boriss. на гематологические показатели при экспериментальном гипотиреозе // Сб. тезисов Первой всероссийской школы для молодых ученых по медицинской химии MEDCHEMSCHOOL2021 4-9 июля 2021, Новосибирск, Россия. – с.59.

Доклады на конференциях: Корбозова Н.К. Экстракт Rhodiola Semenowii Boriss. как средство коррекции экспеиментального гипотериоза. – Всероссийская школа по медицинкой химии для молодых ученых «MedScemSchool 2021», 4-9 июля 2021, Новосибирск, Россия (устный доклад).

Международное сотрудничество: В рамках проекта осуществляется сотрудничество с ФГБУН «Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова», СО РАН, – д.б.н., проф. T.Г. Толстикова.

Подготовка кадров: Терлецкая Н.В. осуществляет руководство PhD диссертации PhD докторанта кафедры биоразнообразия и биоресурсов КазНУ им. аль-Фараби Корбозовой Назым, тема диссертации «Изучение воздействия абиотических стрессовых факторов на состав биологически активных веществ, полученных из различных органов Казахстанского растения Rhodiola semenowii Boriss. и их фармакологические свойства», шифр специальности: 8D05101.